船舶电力系统稳定性研究

论文摘要

本文以低压船舶交流电力系统为研究对象,立足于船舶电力系统的特点,结合陆地电力系统中研究比较成熟的相关理论,对船舶电力系统稳定性进行了研究。首先,根据船舶电力系统的特点,研究了船舶电力系统中发电机、变压器、输配电线路和负载的三相模型建立方法,在此基础上,结合船舶电力系统与陆地配电系统相似的特点,研究出适用于船舶电力系统的潮流算法——U-I-MEPS。其次,根据船舶电力系统短路电流的特点,依据中国船级社《钢制海船入级规范2009》的相关要求,本文提出了采用VB和MATLAB联合编程研究计算船舶电力系统短路电流的方法。根据这种方法,开发出船舶电力系统短路电流计算软件,并结合中国船级社《钢制海船入级规范2009》第四篇“电气装置”附录1中附录A的计算实例进行了验证。然后,为研究船舶电力系统的稳定性,利用MATLAB/SIMULINK建立了船舶电力系统的仿真模型。该模型主要包括：同步发电机的仿真模型、励磁系统的仿真模型、柴油机与调速系统的仿真模型以及负载的仿真模型等,利用搭建的船舶电力系统仿真模型,对同步发电机组在单机运行状态下突加、突减负载,同步发电机组并车操作,双机并联运行状态下突加、突减负载等不同工况进行动态仿真,研究了船舶电力系统的稳定性。仿真结果表明：本文所建立的船舶电力系统模型满足中国船级社《钢制海船入级规范2009》规定,仿真模型的建立是正确的,仿真分析所得的结论是可信的。最后,在全文研究的基础上,提出了提高船舶电力系统静态稳定性和暂态稳定性的有效措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 船舶电力系统概述
• 1.1.1 船舶电力系统的组成
• 1.1.2 船舶电力系统的运行特点
• 1.2 论文研究的背景及意义
• 1.3 本文所做的主要工作
• 第2章 船舶电力系统的潮流算法
• 2.1 船舶电力系统潮流算法的特点
• 2.2 陆用配电系统三相潮流算法的分类
• 2.2.1 相分量法和序分量法
• 2.2.2 结点法和支路法
• 2.3 船舶电力系统的潮流算法
• 2.4 船舶电力系统潮流计算的相域模型
• 2.4.1 输配电线路模型
• 2.4.2 负载模型
• 2.4.3 发电机模型
• 2.4.4 变压器模型
• 2.5 船舶电网的层次分析
• 2.6 U—I—MEPS
• 2.6.1 U—I—PEPS的基本原理
• 2.6.2 U—I—MEPS的计算步骤
• 第3章 船舶电力系统短路电流计算
• 3.1 船舶电力系统短路电流的特点
• 3.2 船舶电力系统短路电流的研究计算方法
• 3.2.1 发电机的研究方法
• 3.2.2 电动机的处理方法
• 3.2.3 短路电流的研究计算方法
• 3.3 联合编程的实现过程
• 3.3.1 VB和MATLAB的特点
• 3.3.2 VB与MATLAB的无缝链接
• 3.3.3 联合编程的实现步骤
• 3.4 船舶交流电力系统短路电流计算软件
• 3.5 研究计算结果
• 3.6 特点及用途
• 第4章 船舶电力系统稳定性
• 4.1 船舶电力系统稳定性概述
• 4.1.1 船舶电力系统静态稳定性概述
• 4.1.2 船舶电力系统暂态稳定性概述
• 4.2 船舶电力系统暂态稳定性研究
• 4.3 船舶电力系统建模
• 4.3.1 同步发电机模型
• 4.3.2 励磁系统模型
• 4.3.3 柴油机和调速系统模型
• 4.3.4 负载模型
• 4.4 船舶电力系统暂态稳定性仿真研究
• 4.4.1 船舶电力系统仿真模型
• 4.4.2 单机投切大功率负载的暂态稳定性研究
• 4.4.3 发电机并网时的暂态稳定性研究
• 4.4.4 机并联运行时突加大功率负载的暂态稳定性研究
• 4.4.5 机并联运行时突卸大功率负载的暂态稳定性研究
• 第5章 提高船舶电力系统稳定性的有效措施
• 5.1 提高船舶电力系统静态稳定性的有效措施
• 5.2 提高船舶电力系统暂态稳定性的有效措施
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 附录 船舶交流电力系统短路电流计算软件
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历